Space PlasmAs Research Team

(SPART) Beihang University

课题组符慧山教授指导博士生张文哲测定超热等离子体中哨声波的色散关系

        近日,在符慧山教授指导下,课题组博士生张文哲测定了地球磁尾超热(Te > 5 keV)等离子体中哨声波的色散关系。研究成果《First Determination of Whistler Wave Dispersion Relation in Super-hot (Te > 5keV) Plasmas》发表于物理学领域著名期刊《Physical Review Research》,见图一。符慧山教授为文章通讯作者,博士生张文哲为第一作者。

图一 PRR论文截图

哨声波是一种基本的电磁辐射,其完整色散关系(频率-波长关系)的实验测定一直以来是一个难题。特别是在高温介质中,哨声波的群速度色散具有实际应用价值,但从未得到卫星观测的验证。

课题组利用地球磁尾这个天然的超热等离子体实验室,结合MMS卫星的观测数据以及自助开发的波动分析方法DRAFT,首次测定了超热(Te > 5keV)等离子体中哨声波的色散关系。实验的结果与动力学理论高度吻合,并揭示了哨声波在高温下的传播特征,证实了哨声波群速度由正到负的演化。

该研究加深了我们对空间等离子体波的理解,为受控无线电的激发和传输提供了新的思路。

图二 色散关系及三维K谱

此项研究获得了国家自然科学基金创新研究群体项目的支持。

论文链接:https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.6.L012047